基于四叉树切削网格的N-S方程求解方法

以四叉树非结构化网格为基础,提出了背景区域采用正方形四叉树网格、边界区域采用切削网格的一种可以表达复杂几何形状的网格生成方法,该网格具有生成过程简单,正交性好等优点.在这种网格的基础上,采用非结构网格有限体积法进行离散得到了多种形状切削网格并存时Navier-Stokes（N-S）方程的求解算法,并以顶盖驱动斜方腔流和方腔内热圆柱自然对流为例,应用上述算法实现了网格生成和流动数值模拟,与基准解进行了比较,一致性较好.计算结果表明这种切削网格方法及其N-S方程求解方法具有可靠性和应用前景.     

基于四叉树网格的2.5D直流电阻率法有限元数值模拟

 在VC 环境下,使用C 语言实现了基于四叉树网格的2.5D 直流电阻率法有限元数值模拟程序。3 个典型模型的算例被用来证明四叉树网格方案适合于复杂地电模型的数值模拟：分别使用四叉树网格和等距全网格对水平两层模型进行了计算。后一方案与前一方案相比,在数值模拟精度上没有明显的差别,而使用的网格数却有大幅度的减少;计算了覆盖层下倾斜高阻板状体模型,高阻板状体的形态、埋深清晰地显示在偶极-偶极视电阻率断面图上;仿真了中间梯度法测量2D 地形下埋藏直立高阻板状体的情形,利用比较法对计算结果进行地形改正后,高阻体的埋深被计算出来。     

基于四叉树网格的2.5D直流电阻率法有限元数值模拟

在VC环境下,使用C语言实现了基于四叉树网格的2.5D直流电阻率法有限元数值模拟程序。3个典型模型的算例被用来证明四叉树网格方案适合于复杂地电模型的数值模拟:分别使用四叉树网格和等距全网格对水平两层模型进行了计算。后一方案与前一方案相比,在数值模拟精度上没有明显的差别,而使用的网格数却有大幅度的减少;计算了覆盖层下倾斜高阻板状体模型,高阻板状体的形态、埋深清晰地显示在偶极-偶极视电阻率断面图上;仿真了中间梯度法测量2D地形下埋藏直立高阻板状体的情形,利用比较法对计算结果进行地形改正后,高阻体的埋深被计算出来。     

用八叉树数据结构自动生成三维网格的算法设计

针对计算冶金学中几何空间离散－网格生成的问题，利用数据结构技术，建立了三维网格自动生成所需八叉树数据结构，设计了八叉树遍历及子结点编码算法，应用该算法开发了三维网格自动生成软件，该软件与数值计算对象输入软件相联接，能够将数值计算对象离散成由直六面体组成的网格系统，该算法保留了修正八叉树算法的优点同时由于采用直接八叉树数据结构算法更加简便．     

用八叉树数据结构自动生成三维网络的算法设计

针对计算冶金学中几何空间离散－网格生成的问题，利用数据结构技术，建立了三维网格自动生成所需八叉树数据结构，设计了八叉树遍历及子结点编码算法，应用该算法开发了三维网格自动生成软件，该软件与数值计算对象输入软件相联接，能够将数值计算对象离散成由直六面体组成的网格系统，该算法保留了修正八叉树算法的优点同时由于采用直接八叉树数据结构算法更加简便。     

柱体绕流的自适应数值模拟方法

发展了基于四叉树数据结构的网格生成和流动的Navier-Stokes方程数值求解器。采用压力梯度或者密度梯度的绝对值作为网格自适应的控制参量,同时采用基于最小二乘法的无网格方法处理对于一般Cartesian网格难于处理的物面边界条件。采取了绕方柱流动和绕圆柱流动的经典二维定常和非定常层流算例对所发展的方法进行了验证。计算的结果验证了所发展的方法在处理绕流流动时的合理性和有效性。从而也为将来数值模拟具有较复杂几何外形的流动提供了一种网格布局合理、高效,边界处理简单易行的新思路。     

副油箱从机翼分离流场的数值模拟

采用非结构网格的方法对含有动边界的流场进行数值模拟，非结构动网格的生成采用了改进的弹簧方法和局部网格重新生成相结合的方法，在网格局部重新生成时，采用了阵面推进方法.以基于格心的有限体积法为基础，空间二阶精度，网格单元边界处守恒量通量的计算采用Hanel方法.分别采用四阶Runge-Kutta方法、GMRES方法求解基于ALE形式的Euler方程对振动的NACA0012翼型绕流进行了计算，两种方法都是可行的，其中GMRES隐式方法计算的结果与文献中结果以及实验结果吻合较好.对副油箱从机翼分离的过程进行模拟，给出的副油箱运动趋势和风洞实验结果相吻合.     

自适应四叉树网格下的N-S方程数值求解模型

提出了一种自适应四叉树网格下的N-S方程数值求解模型.网格能够根据涡度值大小进行自动加密或合并,以达到在不显著增加计算量的前提下,提高重点区域分辨率的目的.模型中采用了无条件稳定的MacCormack格式计算对流项,采用修正的中心差分格式离散压力泊松方程,并提出了在树型网格下黏性项的变通离散格式.通过算例证明,利用新模型所得到的压力泊松方程的数值解具有二阶精度,速度解的精度超过一阶.计算得到的方腔流中轴线上速度分布与Ghia计算结果一致,圆柱绕流中拖曳力系数和升力系数与实测结果一致.方腔流算例还表明,在相同分辨率情况下采用自适应网格计算时间可减少近一半.     

格林函数节块法求解中子伴随通量方程

将中子伴随通量方程变换处理以后，利用格林函数节块法的原理求解中子伴随通量，以此代替过去采用最多的细网有限差分法。对ＴＷＩＧＬ二维模型进行了校算，并与有限差分法ＣＩＴＡＴＩＯＮ程序结果进行了比较。两种方法的计算结果十分吻合，这表明采用粗网格的格林函数节块法求解中子伴随通量是可行的，而且这种粗网格的方法具有空间网格大，计算精度高，计算速度快的特点，因而具有较高的计算效率。     

多面体网格在船体绕流计算中的应用

为了验证多面体网格在船体绕流、特别是存在自由面的高速船体绕流计算中的有效性,将多面体网格应用于动网格中,基于多面体网格对DARPA Suboff潜艇进行了数值计算;基于混合网格和动区域法对一种高速单体穿浪船进行了数值计算,并将数值计算结果同水池实验结果进行了对比.研究表明:同四面体网格相比,多面体网格能有效减少非结构网格的单元数量,并能用更少的网格单元获取相似甚至更好的计算结果;多面体网格在潜艇绕流计算上的应用效果非常好;结合Robust(Octree)网格生成方法可改善多面体网格的正交性和分层性,进而能够更好地捕捉波形和飞溅;混合网格结合动区域法可以将多面体网格应用于包含船体运动的数值计算.